海龟壳里记录着核活动历史

作者：辛雨     来源：中国科学报

海龟和陆龟的背部可以储存长达数十年受到放射性污染的记录。

当暴露于核武器试验的沉降物或废物释放时，爬行动物会在它们的壳鳞片中积累放射性铀同位素。这一发现可能有助于长期监测放射性核素，也就是自然界中元素的放射性变化。相关研究结果发表于8月22日美国《国家科学院院刊》。

1957年，马绍尔群岛的一只海龟正在接受放射性检查。

图片来源：National Archives

核活动产生的放射性核素已经广泛传播，并在生态系统中停留了很长时间。据估计，仅在美国，就有多达8000万m3的土壤和47亿m3的水受到过去核活动的污染。

研究通讯作者、美国太平洋西北国家实验室Cyler Conrad认为，对生物体中放射性核素的积累进行测试是一项挑战。比如，树木的年轮是顺序产生的，可以携带放射性核素。但这些元素可以在年轮之间的木材中扩散，因此能产生不可靠的时间记录。

生长在海龟和陆龟壳上坚硬的鳞片可能是一个更有希望的选择。它们也是分层生长的，但一旦指甲状的鳞状物质沉积下来并与其他身体组织分离，就会被有效地标记为时间。

研究人员从四个博物馆的标本龟中取样，每只龟来自不同的物种，在不同的地点曾暴露于核材料。它们包括马绍尔群岛的一只绿海龟和内华达州的一只莫哈韦沙漠龟。这两个地点都在20世纪中期进行了核武器试验。

另外两只海龟来自核废料污染周边地区的燃料处理场。研究人员还观察了一只来自与核活动无关地区的沙漠龟。

对微小鳞片的化学分析表明，这四只来自历史核遗址的海龟壳中含有少量但含量较高的铀放射性核素。1955年至1962年，生活在美国橡树岭国家实验室附近的一只东部箱龟在其鳞片生长环上记录了铀的特征，这与现场空气废物释放的时间相吻合。

研究人员认为，这些零散的铀编年史可以用来重建生态系统的核污染历史。

西班牙奥维耶多大学Germán Orizaola说，这项研究可以开辟利用博物馆动物收藏品进行放射生态学研究的新领域，研究人员可以评估在核试验和事故发生前后所收集的标本中羽毛、骨骼和其他组织中的放射性核素浓度。

考虑到研究人员只需要非常少量的壳组织进行分析，瑞典斯德哥尔摩大学Clare Bradshaw表示，可以探索这项技术是否也可以相对非侵入性地用于活的海龟和陆龟。

Conrad还认为，可以衍生进一步思考研究结果的应用，比如海龟现在还在积累放射性核素吗？是否可以通过研究它们的壳，来了解现代环境中正在发生的事情？

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad241